A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
פרוטוקול זה כולל סדרה של בדיקות פונקציונליות נויטרופילים שישמשו כשיטת סינון לכיסוי פונקציות ממסלולי איתות שונים. הפרוטוקול כולל הערכה ראשונית ופשוטה של כדאיות התא, טוהר, ייצור מיני חמצן תגובתי, נדידה בזמן אמת, פגוציטוזה, והצעה ראשונית של מלכודות חוץ-תאיות של נויטרופילים.
נויטרופילים ידועים כאחד מקווי ההגנה הראשונים בתגובה החיסונית המולדת ויכולים לבצע תפקודים תאיים מסוימים רבים, כגון כימוטקסיס, הגירה הפוכה, פגוציטוזה, פירוק אנזימים ציטוטוקסיים ומטבוליטים, ושחרור דנ"א כמלכודות חוץ-תאיות של נויטרופילים (NET). נויטרופילים לא רק יש איתות מוסדר היטב עצמם, אלא גם להשתתף ברגולציה של רכיבים אחרים של המערכת החיסונית. מכיוון שנויטרופילים טריים נבדלים זה מזה, קצרי חיים ומשתנים מאוד בין אנשים, חשוב להפיק את המרב מהדגימות שנאספו. חוקרים לעתים קרובות צריכים לבצע בדיקות סקר כדי להעריך סקירה כללית של פונקציות נויטרופילים רבים שעשויים להיות מושפעים מתנאים ספציפיים תחת הערכה. סדרה של בדיקות בעקבות תהליך בידוד יחיד של נויטרופילים בצפיפות נורמלית פותחה כדי לענות על צורך זה, בחיפוש אחר איזון בין מהירות, מקיף, עלות ודיוק. התוצאות יכולות לשמש כדי לנמק ולהנחות מחקרי מעקב מעמיקים. הליך זה יכול להתבצע בזמן ממוצע של 4 שעות וכולל הערכה של כדאיות התא, ייצור מיני חמצן תגובתי (ROS), נדידה בזמן אמת ופאגוציטוזה של שמרים על שקופיות זכוכית, מה שמשאיר מספיק תאים לגישות מפורטות יותר כמו מחקרי אומיקס. יתר על כן, ההליך כולל דרך לצפות בקלות בהצעה ראשונית של NETs לאחר צביעה פנאופטית מהירה שנצפתה במיקרוסקופ אור, עם היעדר סמנים ספציפיים, אם כי מספיק כדי לציין אם מאמצים נוספים בדרך זו יהיו כדאיים. מגוון הפונקציות שנבדקו משלב נקודות משותפות בין הבדיקות, ומקטין את זמן הניתוח וההוצאות. ההליך נקרא NeutroFun Screen, ולמרות שיש לו מגבלות, הוא מאזן את הגורמים הנ"ל. יתר על כן, מטרת עבודה זו אינה סט בדיקות מוגדר, אלא קו מנחה שניתן להתאים בקלות למשאבים ולדרישות של כל מעבדה.
נויטרופילים הם תאי החיסון המולדים הנפוצים ביותר בדם האנושי וידועים כממלאים תפקיד מרכזי בזיהום ובדלקת, בהיותם המגיבים הראשונים שהגיעו לאתר של נזק לרקמות1. בשנים האחרונות גוברת ההכרה בתפקיד המכריע שממלאים נויטרופילים במגוון מחלות ובתמיכה בהומאוסטזיס2. נויטרופילים לא רק יש איתות מוסדר היטב עצמם, אלא גם להשתתף ברגולציה של רכיבים אחרים של המערכת החיסונית 3,4,5. לכן, חקירת נויטרופילים ותפקודיהם התאיים יוצאי הדופן הרבים, כגון כימוטקסיס, נדידה הפוכה6, פגוציטוזה7, התפרצות נשימתית8 ושחרור מלכודות נויטרופילים חוץ-תאיות (NETs)7, היא הכרחית בהקשרים מחקריים רבים שבהם יש צורך להעריך את השינויים הפונקציונליים, המורפולוגיים או המולקולריים הפוטנציאליים של נויטרופילים המופעלים על ידי תנאים ספציפיים הנבדקים.
נויטרופילים מבודדים טריים הם בעלי התמיינות סופנית, קצרי מועד, דינמיים מאוד ומופעלים בקלות9. עם זאת, שיטת אחסון יעילה שאינה משפיעה על תגובות הנויטרופילים טרם הושגה, מה שהופך את ביצוע בדיקות מרובות למאתגרות שחייבות להיות רצופות. יתר על כן, ניתוחים פונקציונליים10,11 שתוארו קודם לכן, המבוססים על בדיקות הדורשות ציטומטריה ו / או צביעה פלואורסצנטית, עשויים שלא להיות בחירה מעשית כאשר יש צורך בהערכה רחבה וראשונית של הנויטרופיל.
כדי לטפל בבעיות אלה, פרוטוקול זה מתאר סדרה של בדיקות שניתן לבצע לאחר תהליך בידוד יחיד, כולל הערכת כדאיות התא, ייצור מיני חמצן תגובתי (ROS), נדידה בזמן אמת ופאגוציטוזה של שמרי אפייה (Saccharomyces cerevisiae), שתוצאותיהם יכולות לשמש להנמקת מחקרי מעקב מעמיקים. הליך זה, שנקרא NeutroFun Screen, תוכנן להקיף את פעילויות האפקט המובילות, למעט degranulation, וניתן להשלים בזמן ממוצע של 4 שעות, כולל 1 שעה של הפעלה. בנוסף, התאים הנותרים יכולים לשמש לגישות מפורטות יותר כמו מחקרי אומיקס. יתרונה של שיטה זו טמון באיזון בין מהירות, מקיף, עלות ודיוק.
יתר על כן, יש דרך להתבונן בקלות בהצעה ראשונית של NETs, ללא סמנים ספציפיים, אך מספיק כדי לציין אם מאמצים נוספים בכיוון זה יהיו כדאיים. מגוון הפונקציות שנבדקו נועד לשלב נקודות משותפות בין המבחנים, ולצמצם את זמן הניתוח וההוצאות. המטרה העיקרית של שיטה זו היא לספק ניתוח מאוזן ופונקציונלי לגבי מהירות, מקיף, עלות ודיוק המאפשר סקירה כללית של תגובת הנויטרופילים, מה שהופך אותה לצעד ראשוני שימושי בחקירת ההשפעות של גירויים חדשים על נויטרופילים בצפיפות נורמלית.
כל הניסויים עקבו בקפדנות אחר ההנחיות האתיות שנקבעו על ידי ועדת הביקורת המוסדית באוניברסיטת ברזיליה (תהליך 13364819.0.0000.5558), והדגימות זוהו על ידי קודים כדי להבטיח את אנונימיות התורם. התאים נלקחו מתורמים זכרים בריאים רגילים בגילאי 18-35 שנים, שחתמו על ההסכמה מדעת ועמדו בתנאי הזכאות הבאים: לא מעשנים/מאדים, ללא מחלות כרוניות וללא היסטוריה של מצבים דלקתיים ב-14 הימים האחרונים.
1. איסוף דם
2. בידוד נויטרופילים
הערה: לויקוציטים פולימורפו-גרעיניים (PMNs) מבודדים באמצעות צנטריפוגה הדרגתית צפיפות ואחריה ליזה היפוטונית של תאי הדם האדומים הנותרים (RBC), כפי שתואר קודם לכן11 עם כמה שינויים. שיטה זו אינה חובה לביצוע בדיקות המיון, וניתן להחליפה כל עוד השיטה שנבחרה מביאה לכדאיות של >97%, פרימה או הפעלה של <3% מה- PMNs, ומניבה מספיק תאים לכל הבדיקות, ההעתקים והתנאים. ביצוע שלבים אלה בתנאים אספטיים ושימוש בתמיסות נטולות אנדוטוקסין הם חובה כדי למנוע הפעלת תאים.
איור 1: פרוטוקול בידוד הנויטרופילים. שני ריכוזים של מצע ההפרדה (פרקול) (A) מוערמים (B), ואז הדם מונח בשכבות על גבי שיפוע ההפרדה (C). לאחר הצנטריפוגה, PMN נמצא בשכבה המרכזית (D), המחולקת לשני צינורות 15 מ"ל (E). תרחיף התא נשטף פעמיים ב- HBSS ובצנטריפוגה (G-I) כדי להסיר את המדיה, ואז התאים מושהים מחדש, ושאריות RBCs נשלחות לשני סבבים של ליזה היפוטונית (J-M). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
3. הכנה להפעלת נויטרופילים
4. בדיקת Nitrotetrazolium Blue Chloride (NBT) להערכת ייצור ROS
5. בדיקת פגוציטוזה
6. בדיקת כימוטקסיס PMN בזמן אמת
הערה: בדיקת ההעברה מבוצעת באופן דומה לפרוטוקול המתואר previoulsy15, עם ההתאמות הבאות:
7. בדיקה סוגסטיבית נטו
שיטת הבידוד מבוססת הצפיפות ששימשה במחקר זה (איור 1) עמדה בקריטריונים של הניסויים המוצעים. פרמטרים נויטרופילים שהתקבלו משיטה זו כללו כדאיות ≥98%, טוהר ≥94%, ותפוקת תאים ≥1.5 x 107, ללא הפעלה שניתן לזהות על ידי בדיקות הסינון. שני שלבים רלוונטיים בבידוד PMN הם נוגדי קרישה והסרת ...
נויטרופילים הם תאים דינמיים ומגיבים מאוד, קצרי חיים שעדיין לא ניתן לשמר אותםבהקפאה 19, מה שהופך את חקירת הביולוגיה שלהם למאתגרת. לכן, חיוני לעקוב אחר צעדים זהירים כדי להשיג נויטרופילים קיימא, מועשר ומנוחה11,20. במחקר זה נעשה שימוש בטכניקת בידוד מב?...
המחברים מצהירים כי אין ניגוד עניינים.
המחברים מודים לסוכנויות המימון הבאות: FAPDF, CNPq, CAPES, UnB, FINEP ו-FINATEC.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CIM-Plate 16 | Agilent | 5665825001 | |
CLARIOstar Plate Reader | BMG LABTECH | US Patent Number 9,733,124 Product details: MARS Data Analysis Software | |
Dimethyl sulfoxide | Dinâmica | 1582 | |
DNAse I | Sigma - Aldrich | DN 25 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate | Sigma - Aldrich | E5134 | |
Fast panoptic stain | Laborclin | 620529 | |
Glass slide | Exacta | 7102 | |
Hank’s Balanced Salt Solution with calcium, with magnesium, without phenol red. | Sigma - Aldrich | 55037C | |
Hank’s Balanced Salt Solution without calcium chloride, magnesium sulfate and sodium bicarbonate. | Sigma - Aldrich | H4641 | |
Heparin | Blau | 7896014655229 | |
Laminar flow cabinet | Veco | VLFS-12 | |
Microscope | Zeiss | 415501-0101-002 | Product details: Primostar 1 |
Mixing Block | BIOER | MB-102 | |
Neubauer improved bright-lined | New Optik | 1110000 | |
N-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine | Sigma - Aldrich | F3506 | |
Nitroblue tetrazolium | Neon | CAS 298-83-9 | |
Percoll | Cytiva | 17089101 | separation media |
Phorbol 12-myristate 13-acetate | Sigma - Aldrich | P8139 | |
Phosphate buffered saline tablet | Sigma - Aldrich | P4417 | |
ROTOFIX 32 A | Hettich | 1206 | |
Saccharomyces cerevisiae | Fleischmann | ||
Safranin | Sigma - Aldrich | 50240 | |
Sodium dodecyl sulfate | Cytiva | 17-1313-01 | |
Sonicator | Qsonica | Q125 | |
Trypan blue solution | Vetec | C.I. 23850 | |
Vortex Genie 2 | Scientific Industries, Inc. | 0K-0500-902 | |
xCELLigence Real-Time Cell Analysis (RTCA) DP (dual purpose) | Agilent | 380601050 | Product details: RTCA system composed of detection hardware, cell plates and software |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved